知识点一-导数与函数的单调性

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1.函数的单调性:在某个区间( a,b )内,如果f (x) . 0 ,那么函数y = f (x)在这个区间内单调递增;如果f (x) :::0,那么函数y = f(x)在这个区间内单调递减•如果f(x)=0,那么函数y = f(x)在这个区间上是常数函数•

注:函数y = f (x)在(a,b )内单调递增,贝U f (x)亠0,f (x) . 0是y = f (x)在(a,b )内单调递增的充分不必要条件•

2.函数的极值:曲线在极值点处切线的斜率为0,并且,曲线在极大值点左侧切线的斜率为正,右侧为

负;曲线在极小值点左侧切线的斜率为负,右侧为正.

一般地,当函数

y = f(x)在点沧处连续时,判断f(X。)是极大(小)值的方法是:

(1)如果在X。附近的左侧f

'

(x) 0

,右侧f'(x):::

,那么f(X0)是极大值.

(2)如果在X o附近的左侧f

'(X):::0 ,右侧f'(x) 0,那么f(X0)是极小值.

注:导数为0的点不一定是极值点

知识点一:导数与函数的单调性

方法归纳:

在某个区间(a,b )内,如果f (x) •0,那么函数y = f (x)在这个区间内单调递增;如果「(x) :::0,那

么函数y二f(x)在这个区间内单调递减•如果f (x) =0,那么函数y二f(x)在这个区间上是常数函数•注:函数y = f (x)在(a,b )内单调递增,贝U f (x) _ 0 , f (x) 0是y = f (x)在(a,b )内单调递增的

充分不必要条件•

例1】(B类)已知函数f(x)=x3 bx2 cx d的图象过点P(0, 2),且在点M(-1, f(-1))处的切线方程为6x「y •7 = 0 •

(I)求函数y = f(x)的解析式;(n)求函数y=f(x)的单调区间•

【解题思路】注意切点既在切线上,又原曲线上•函数f(x)在区间[a,b]上递增可得:f'(x)_0 ;函数

f (x)在区间[a,b]上递减可得:f'(x) E0.

3

【例2】(A类)若f(x)二ax x在区间[—1,1]上单调递增,求a的取值范围•

【解题思路】利用函数 f (x)在区间[a,b]上递增可得:f'(x)_0;函数f(x)在区间[a,b]上递减可得:

f '(x)岂0.得出恒成立的条件,再利用处理不等式恒成立的方法获解

a

【例 3 】(B 类)已知函数f(x)=l nx,g(x) (a 0),设F(x^ f (x) - g(x).

x

(I)求函数F(x)的单调区间;

1 (n)若以函数y = F (x)(x •(0,3])图像上任意一点P(x°, y°)为切点的切线的斜率k 恒成立,

求实数a的最小值

【课堂练习】

3 2

1. ( B) 已知函数f(x)=ax bx的图像经过点M(1,4),曲线在点M处的切线恰好与直线x 9y = 0垂直.

(I)求实数a,b的值;

(n)若函数f (x)在区间[m,m上单调递增,求m的取值范围

1 2 1 2

2.( B类)设函数g(x) x -ax -bx(a,b・R),在其图象上一点P (x, y)处的切线的斜率记为

3 2

f(x).

(1)若方程f(x) =0有两个实根分别为-2和4,求f (x)的表达式;

(2)若g(x)在区间[-1,3]上是单调递减函数,求a2b2的最小值

f(x) n^x2 -mln x (m -1)x , m R •当m - 0 时,讨论函数

3. (A类)已知函数 f (x)的单调

2

例一[解析】(I)由f(x)的图象经过P(0, 2),知d =2,

3

2

所以 f (x) = x bx cx 2 .

2

所以 f (x) =3x 2bx c .

由在M(-1, f(-1))处的切线方程是 6x-y ・7=0,

知 _6 _ f (_1) 7 =0,即 f (_1) =1, f '(—1) =6 •

2b -c = 3,

解得 b = c= —3. b

-c = 0.

k.

故所求的解析式是 f(x)=x -3x -3x 2 .

2

(n)因为 f (x) =3x -6x -3 ,

令 3x 2

-6x -3 =0,即 x 2

-2x -1=0 , 解得 % =1 -「2 , x 2 .2 . 当 x _1 - 2 或 x _1

2 时,

f

'(x) 一。,

当 1—Ji^x£1 + Ji 时,f '(X)兰 0,

故f(x) =x 3 -3x 2

-3x 在(

一〜

1

一'三]内是增函数,在[1

- ■ 21

2]

内是减函数,在

[i 、2

, V 内是增函数.

2

例二【解析】

f(x)=3ax ,1又f (x)在区间[—1,1]上单调递增

2 1 _

-f(x)=3ax *1—0在[—1,1]上恒成立 即a 2在x [ — 1,1]时恒成立.

3x

1

1

-a

故a 的取值范围为[——,;]

3

3

例三解析】(I ) F x = f x ]、g x in x 旦 x 0 , F' x =丄-弓二

x

2

a

x 0 x x x x

••• a 0,由 F' x • 0= [a, •::,二 F x 在 a, •::上单调递增.

由F' x ::: 0= x “0,a ,二F x 在0, a 上单调递减.

••• F x 的单调递减区间为 0,a ,单调递增区间为 a,匸:.

所以3

一加<皿 l_1

+b_c +2 =1.